直流充電樁中“快準穩”的SiC器件

根據對電動汽車的充電方式，充電樁可分為交流充電樁和直流充電樁兩大類。直流充電樁具備直接給電池充電的能力，以三相四線制的方式連接電網，能夠提供充足的電力，輸出的電壓和電流調整范圍大，俗稱“快充”。隨著歐洲和美國開始計劃進一步提高直流快充能力(350kW快速充電站)。安裝超級充電樁是電動汽車行業的一大進步，這個新的標準將會進一步打開電動汽車市場，也更加有利于電動汽車的進一步普及。充電技術的提升需要與電池技術共進，相對于更高電壓的充電樁技術。以歐洲的幾家車企為例，車企自身需要大力推動直流快充基礎設施的發展：

?四家公司將在歐洲部署超快速充電站，2017年首先在400個地方設置充電站，在2020年之前將設置范圍擴大至歐洲的數千處。

?四家公司預期將向超快速充電網絡設施投入大量建設資金，設立建設基礎設施的合資公司。

?為了確立無論哪種電動汽車品牌均可便捷使用的充電站，四家公司還將推動其他汽車廠商加入

隨著這個市場的不斷演進，直流充電樁的整個電壓平臺都會有變化。

圖示1-通往350kW直流充電

**部分：直流充電樁的需求

直流充電系統是一個整體，是把交流功率系統轉化成直流的裝置。目前400V的充電樁一般應用在乘用車上，500~700V的應用在大巴車上，整體核心的是充電電源模塊，完成AC=>DC的電壓和能量轉換。隨著快速充電的需求不斷增加，整個電壓平臺都會向800~1000V進行提升。

現在不少的快速充電解決方案提供150千瓦、300千瓦和450千瓦不同規格的充電功率。無需單獨設立充電站，公交車在停靠終點站時僅需4~6分鐘即可通過車頂自動連接裝置完成快速充電，在滿足線路行駛的用電需求的同時，也使公交車能夠安裝更小、更輕便的電池組，從而減輕自重，同時提高乘客運輸能力。

圖示2-大巴的固定直流充電的設施

圖示3-大巴頂端直流充電

**部分：直流充電的功率模塊與SiC器件的應用

從充電電源模塊而言，分為整流、PFC、DC/DC變壓幾個部分，有1~2獨立的控制器整流和變壓部分，如下圖所示。以下藍色的部分為羅姆可以提供的一些器件。

圖示4-充電機系統的核心部件概覽

AC/DC電路可采用三相交流電輸入， AC/DC轉換可采用全波整流加PFC升壓電路的拓撲結構，也可采用兩路PFC升壓電路交錯并聯來提高開關頻率和增加功率。影響AC/DC轉換的體積、效率和散熱等特性，主要的關鍵因素是PFC電路的開關頻率及器件特性。

SiC-SBD：羅姆不斷改善元器件工藝，隨著產品的更新換代，實現了低VF。開發出使用SiC的SBD(肖特基勢壘二極管)，*適合PFC(Power FactorCorrection)電路及逆變器用途。實現了Si-FRD(Fast Recovery Diodes)難以實現的極短的反向恢復時間(trr)，使得高速開關成為可能。由于反向恢復電荷量(Qrr)小，為降低開關損耗和設備小型化做出貢獻。

DC/DC電路現在用的比較多的是LLC串聯諧振全橋電路拓撲結構。LLC電路的開關頻率及器件特性也會影響DC/DC轉換的體積、效率和散熱這些特性。